La nueva aleación de titanio tiene la mayor resistencia específica de cualquier 3D

Ingenieros de la Universidad de Monash han desarrollado una nueva aleación de titanio imprimible en 3D con una microestructura única que la hace ultrarresistente. No solo es más fuerte que la mayoría de las otras formas de titanio, sino que tiene la mayor relación resistencia-peso de cualquier metal impreso en 3D jamás fabricado.

Las aleaciones de titanio ya son apreciadas en la industria gracias a su resistencia y peso relativamente ligero, lo que las hace perfectas para aviones y otros vehículos. Pero siempre hay espacio para mejorar, y la nueva aleación Monash no solo cuenta con una mayor resistencia, sino que, debido a que está impresa en 3D, es mucho más fácil de hacer en cualquier forma que se necesite.

El equipo comienza con una técnica de impresión 3D común en la que un lecho de metal en polvo se funde con un láser, fusionándolo en un sólido capa por capa. En este caso, ese metal en polvo es la aleación de beta-titanio comúnmente utilizada. Luego, el material se somete a un tratamiento térmico a temperaturas entre 480 y 520 °C (896 y 968 °F), lo que produce una microestructura que le da a la aleación su increíble resistencia.

El proceso de tratamiento hace que las partículas de titanio se precipiten juntas en nanogranos, que se fusionan en estructuras "nanogemelas" que comparten un lado común. El equipo dice que esta es la primera aleación de titanio que exhibe este tipo de estructura y la hace mucho más fuerte de lo habitual.

En las pruebas, el equipo demostró que la nueva aleación de titanio tenía resistencias tanto a la elongación como a la tracción (estiramiento y tensión, respectivamente) de más de 1600 MPa. Como referencia, la mayoría de las aleaciones de titanio comerciales alcanzan un máximo de alrededor de 1000 MPa. Esta es también la fuerza específica más alta para cualquier otra aleación de metal impresa en 3D, dice el equipo.

"Nuestros hallazgos ofrecen un enfoque completamente nuevo para el fortalecimiento por precipitación en aleaciones comerciales que se pueden utilizar para producir componentes reales con formas complejas para aplicaciones de carga", dijo el profesor Aijun Huang, investigador principal del estudio. "Esta aplicación todavía está ausente para cualquier aleación de titanio hasta la fecha. La impresión 3D más el tratamiento térmico simple también significa que el costo del proceso se reduce considerablemente en comparación con otros materiales con una resistencia similar".

La investigación fue publicada en la revista Nature Materials.

Fuente: Universidad de Monash